Классификация эс

Многие из экспертных систем выполняют сразу несколько видов работ, например, диагностика часто совмещается с отладкой, наблюдение с управлением, а планирование с проектированием. Поэтому специалисты по ИИ находят полезным классифицировать ЭС по типам задач, которые такие системы решают.

Некоторые из предметных областей, в которых применяются ЭС в настоящее время: военное дело, геология, информатика, компьютерные системы, математика, медицина, метеорология, промышленность, управление процессами, физика, электроника, юриспруденция.

Из них медицина представляется наиболее популярной; именно в этой области было разработано больше ЭС, чем во всякой другой, хотя химия ненамного отстает от нее, и разрыв быстро сокращается.

Экспертные системы создаются для решения разного рода про­блем, но основные типы их деятельности можно сгруппировать в категории:

Категория	Решаемая проблема
Интерпретация	Описание ситуации по информации, поступающей от датчиков
Прогноз	Определение вероятных последствий задан­ных ситуаций
Диагностика	Выявление причин неправильного функционирования системы по результатам наблюдений
Проектирование	Построение конфигураций объектов при за­данных ограничениях
Планирование	Определение последовательности действий
Наблюдение	Сравнение результатов наблюдений с ожидаемыми результатами
Отладка	Составление рецептов исправления неправильного функционирования системы
Ремонт	Выполнение последовательности предписанных исправлений
Обучение	Диагностика, отладка и исправление поведения обучаемого
Управления	Управление поведением системы как целого

Структура эс

Типичная ЭС состоит из следующих основных компонентов:

• ре­шателя (интерпретатора),

• рабочей памяти (РП), называемой также базой данных (БД),

• базы знаний (БЗ)

• компонентов приобретения знаний,

• объяснительного и диалогового компонентов (рис. 2).

База данных (РП) предназначена для хранения исходных и промежу­точных данных решаемой в текущий момент задачи. Этот термин совпадает по названию, но не по смыслу с термином, используемым в информационно-поисковых системах (ИПС) и системах управления базами данных (СУБД) для обозначения всех данных (и в первую очередь не текущих, а долгосрочных), хранимых в системе.

Рис. 2. Типовая структура экспертной системы

База знаний в ЭС предназначена для хранения долгосрочных дан­ных, описывающих рассматриваемую область (а не текущих данных), и правил, описывающих целесообразные преобразования данных этой области.

Решатель, используя исходные данные из РП и знания из БЗ, формирует такую последовательность правил, которые, будучи при­мененными к исходным данным, приводят к решению задачи.

Объяснительный компонент объясняет, как система получила ре­шение задачи (или почему она не получила решения) и какие знания она при этом использовала.

Диалоговый компонент ориентирован на организацию друже­любного общения со всеми категориями пользователей как в ходе решения задач, так и приобретения знаний, объяснения результатов работы.

В разработке ЭС участвуют представители следующих специаль­ностей:

• эксперт в той проблемной области, задачи которой будет решать ЭС;

• инженер по знаниям – специалист по разработке ЭС;

• программист - специалист по разработке инструментальных средств (ИС).

Экспертная система работает в двух режимах:

• приобретения знаний

• решения задач (режимом консультации или режимом использования ЭС).

В режиме приобретения знаний общение с ЭС осуществляется че­рез посредничество инженера по знаниям. Эксперт, используя компонент приобретения знаний, наполняет сис­тему знаниями, которые позволяют ЭС в режиме решения самос­тоятельно (без эксперта) решать задачи из проблемной области. Важную роль в режиме приобретения знаний играет объясни­тельный компонент. Все объяснения делаются на ограниченном естественном языке или языке графики.

Режиму приобретения знаний при традиционном подходе к разработке программ соответствуют этапы алгоритмиза­ции, программирования и отладки, выполняемые программистом. В отличие от традиционного подхода разработку программ осущест­вляет эксперт (с помощью ЭС), не владеющий программированием, а не программист.

В режиме консультации общение с ЭС осуществляет конечный пользователь, которого интересует результат и (или) способ получе­ния решения. Пользователь в зависимости от назначения ЭС может не быть специалистом в данной проблемной области, в этом случае он обращается к ЭС за советом, не умея получить ответ сам, или быть специалистом, в этом случае он обращается к ЭС, чтобы либо ускорить процесс получения результата, либо возложить на ЭС рутинную работу.

После обработки данные поступают в РП. На основе входных данных в РП, общих данных о проблемной области и правил из БЗ решатель (интерпретатор) формирует решение задачи.

В отличие от традиционных программ ЭС в режиме решения зада­чи не только исполняет предписанную последовательность операций, но и предварительно формирует ее. Если ответ ЭС не понятен пользо­вателю, то он может потребовать объяснения, после получения ответа.